基于Zigbee技术的智能家居系统设计方案

合集下载

基于ZigBee技术的智能家居系统设计

基于ZigBee技术的智能家居系统设计

基于ZigBee技术的智能家居系统设计智能家居是以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性,并实现环保节能的居住环境。

基于智能家居的最新定义,参考ZigBee技术的特点,设计出的本系统,在包含了智能家居必备系统(智能家居(中央)控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统)的基础上,加入了家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统和家庭环境控制系统。

在智能家居的认定上,只有完整地安装了所有的必备系统,并且至少选装了一种及以上的可选系统的家居系统才能称为智能家居。

因此,本系统可以称为是智能家居。

1 系统设计方案该系统设计由家庭内被控制设备和远程控制设备组成。

其中家庭内被控制设备主要有能访问Internet的计算机、控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器。

远程控制设备主要由远程计算机和手机组成。

系统组成如图1所示。

系统的主要功能有:1)网页前台页面的浏览,后台信息管理;2)通过Internet 和手机两种远程控制方式实现室内家用电器、安防和灯光的开关控制;3)通过RFID模块实现用户识别,从而完成室内安防状态的开关,在盗贼入侵时通过短信息(SMS)向用户报警;4)通过中央控制管理系统软件完成室内灯光及家电的本地控制和状态显示;5)利用数据库完成个人信息存储和室内设备状态存储,通过中央控制管理系统方便用户查询室内设备状态。

2 系统硬件设计系统硬件设计包括控制中心、监控节点和选择添加的家用电器控制器(这里以电风扇控制器为例)的设计。

2.1 控制中心控制中心主要功能有:1)组建无线ZigBee网络,把所有监控节点加入网络中,并实现新设备的接收;2)用户身份识别,用户在离家或归来时通过用户卡实现室内安防的开关;3)当有盗贼入侵室内时,通过向用户发送短信息报警。

基于ZigBee的无线智能家居控制系统设计

基于ZigBee的无线智能家居控制系统设计

2 CC 4 0芯 片 的 性 能及 特 点 23
C 23 C4 0是 C icn公 司 推 出 的用 来 实 现 嵌 入 hpo 式 Zg e 应 用 的 片 上 系 统 。它 结 合 了一 颗 强 大 的 i e B 鲁 棒 射 频 、 编 程 的 微 控 制 器 和 闪 存 , IE 可 与 EE 82 1. 、iBe软件兼 容 , 0.54 Zg e 具有工 业级 提成 小 体积
元 : 感 单元 ( 传 由传 感 器 和 模 数 转 换 功 能 模 块 组 成 )处 理单 元 ( 、 由包 括 C U、 储 器 和操 作 系统 等 P 存
信号调理 电路 的功能是将传感器采集 的模 拟
信 号经过 调 理 后 变 成 用 于 数 据 采 集 、 制 过 程 、 控 执 行计 算显 示读 出和 其他 目的的 数 字信 号 , 后 再 送 然
O I 模 型 ,E E 8 2 1 . - 0 S) I E 0 . 542 3标 准 定义 了物 理层 0
( hs alyrP Y) 介 质 接 入 控 制 子 层 ( da p yi lae,H 和 c mei
a cs c nr , A ; iB e联 盟 定 义 了 网络 层 和 ces o t l M C) Zg e o
入处 理器 进 行 处 理 。在 变 换 为 数 字 数 据 之 前 必 须
进行 调理 即 放 大 , 冲或 定 标 模 拟 信 号 , 其 适 合 缓 使 于模/ 转 换 器 的 输 人 , 步 骤 的 关 键 是 选 择 运 数 此 放 。传感 器信 号 电路 如 图 3所示 。
的嵌入式系统构成)通信单元 ( 、 由无线通信模块组 成) 以及 电 源 部 分 。此 外 , 以选 择 的其 它 功 能 单 可 元 包 括 : 位 系 统 、 动 系 统 以及 发 电装 置 等 。 定 运

基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计—课程设计论文

基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计—课程设计论文

机器人3课程设计(论文)题目:基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计基于Zigbee技术的智能家居控制系统设计摘要随着生活质量的日益改善和生活节奏的不断加快,人们的工作、生活日益信息化。

信息化社会改变了人们的生活方式与工作习惯,使得家居系统的智能化成为一种消费需求,智能家居系统越来越被重视。

因此,将家庭中各种通信设备、家用电器和家庭安保装置通过家居控制系统进行整合,并进行远程控制和管理,已经成为近年来一个热门研究课题。

关键词: Zigbee ;Z-Stack;CC2530芯片;智能家居The Design of Smart Home Control System Based on ZigBee Technology TechnologyABSTRACTWith the development of the science and economy,people’s living standard improves enormously.People may pay more and more attention to their living environment.Information society has changed people’S lifestyle and work habits to makeintelligent home system a consumer demand.Intelligent home system catches moreand more people’S attention.Thereforethe topic about the integration andmanagement of various communication equipments in home,household appliancesand home security devices combined by the intelligent home c ontrol system remotel,has become a hot research point in recent years.Key words: Zigbee; Z-stack;CC2530;Smart Home目录1绪论 (1)1.1无线传感器网络 (1)1.1.1无线传感器网络概况 (1)1.1.2无线传感器的应用现状 (1)1.1.3无线传感器的未来前景 (2)1.2基于Zigbee技术的无线传感器网络 (2)1.3论文结构 (3)2 Z-Stack协议栈 (4)2.1 Zigbee协议介绍 (4)2.1.1 Zigbee协议栈的结构 (4)2.2 Zigbee网络结构 (5)2.3 Z-Stack协议栈介绍 (6)2.3.1寻址 (6)2.3.2绑定 (9)2.3.3路由协议 (9)2.3.4数据发送函数 (10)2.3.5网络组建过程 (10)2.3.6数据接收函数 (10)3智能家居系统的实现 (13)3.1系统的整体介绍 (13)3.2系统硬件介绍 (13)3.2.1各类传感器模块 (13)3.2.2终端节点和数据汇聚模块 (15)3.3系统软件介绍 (16)3.3.1终端节点和数据汇聚模块软件设计 (16)3.3.2上位机(PC机)的监控界面 (18)4结论 (21)参考文献 (22)附录 (23)1 绪论1.1无线传感器网络1.1.1无线传感器网络概况无线传感器网络是指大量的移动的或静止的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。

基于ZigBee技术的智能家居系统的设计

基于ZigBee技术的智能家居系统的设计

基于ZigBee技术的智能家居系统的设计一、本文概述随着科技的飞速发展和人们生活品质的提高,智能家居系统已经成为现代家居生活的重要组成部分。

其中,ZigBee技术作为一种低功耗、低成本、低数据速率的无线通信技术,在智能家居领域得到了广泛应用。

本文旨在探讨基于ZigBee技术的智能家居系统的设计,包括其基本原理、系统架构、功能模块、硬件选择以及软件设计等方面。

通过深入研究和分析,我们将提供一种高效、稳定、可靠的智能家居系统设计方案,以满足用户对智能家居的需求,提升生活品质。

本文将首先介绍ZigBee技术的基本原理和特点,阐述其在智能家居系统中的应用优势。

接着,我们将详细介绍基于ZigBee技术的智能家居系统的整体架构,包括各个功能模块的作用和相互之间的通信机制。

在此基础上,我们将重点讨论系统的硬件选择和软件设计,包括传感器节点的设计、网络通信协议的实现以及用户界面的开发等。

我们将对系统进行测试和评估,以验证其性能和稳定性。

通过本文的研究和讨论,我们期望能够为智能家居系统的设计提供有益的参考和指导,推动智能家居技术的进一步发展。

我们也希望能够激发更多人对智能家居领域的兴趣和热情,共同推动智能家居产业的繁荣和发展。

二、ZigBee技术原理及其应用ZigBee技术是一种基于IEEE 4无线标准的低功耗局域网协议,专为低数据速率、低功耗和低成本的应用场景设计。

它采用星型、树型或网状拓扑结构,具有自组织、自愈合的特点,能够在设备之间实现可靠的数据传输。

ZigBee技术的主要特点包括低功耗、低成本、低数据速率、高可靠性、高安全性和良好的网络扩展性。

在智能家居系统中,ZigBee技术被广泛应用于各种智能设备之间的通信和控制。

例如,通过ZigBee技术,智能照明系统可以实现远程控制、定时开关、场景设置等功能;智能安防系统可以实现门窗传感器的实时监控、报警推送等功能;智能环境监测系统可以实现温度、湿度、空气质量等环境参数的实时采集和传输。

基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计

基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计

基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统研究与设计一、本文概述随着科技的快速发展和人们生活质量的不断提高,智能家居系统已经成为现代生活的重要组成部分。

智能家居系统利用先进的无线通信技术,将家庭中的各种设备连接起来,实现智能化控制和管理,从而为用户提供更加便捷、舒适和节能的居住环境。

本文将重点研究与设计一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统,旨在提升家居环境的智能化水平,满足用户多样化的需求。

本文将首先介绍智能家居系统的发展背景和意义,阐述ZigBee 和WiFi两种无线通信技术在智能家居领域的应用优势和局限性。

在此基础上,提出一种基于ZigBee与WiFi融合的智能家居系统设计方案,该方案结合了ZigBee的低功耗、低成本和自组织网络特点以及WiFi的高速传输和广泛覆盖范围优势,以实现智能家居系统的高效、稳定和可扩展性。

文章将详细介绍该融合系统的架构设计、硬件选型、软件编程以及系统测试等方面内容。

通过对比分析不同通信协议的性能特点,选择合适的ZigBee和WiFi模块,并设计相应的硬件电路和软件程序。

文章还将探讨如何优化系统性能,提高数据传输速率和稳定性,以满足实际应用需求。

本文将总结研究成果,并对未来智能家居系统的发展趋势进行展望。

通过本文的研究与设计,旨在为智能家居领域的发展提供有益的参考和借鉴,推动智能家居技术的不断创新和应用。

二、ZigBee与WiFi技术概述在智能家居系统中,无线通信技术扮演着至关重要的角色,其中ZigBee和WiFi是两种被广泛采用的技术。

这两种技术各有优势,也存在着一定的局限性,因此,将它们融合在一起,可以充分发挥各自的优势,实现更为高效、稳定的智能家居系统。

ZigBee是一种低功耗、低成本的无线通信协议,专为物联网应用而设计。

它具有自组织、自修复的特性,能够在设备之间形成稳定的网络结构,特别适用于智能家居系统中的各种传感器、执行器等设备的连接和控制。

无线智能家居控制系统的设计

无线智能家居控制系统的设计

无线智能家居控制系统的设计1. 本文概述随着科技的飞速发展,智能家居系统已经成为现代生活的重要组成部分。

无线智能家居控制系统作为智能家居领域的一个重要分支,以其便捷性、灵活性和高效性受到了广泛关注。

本文旨在探讨无线智能家居控制系统的设计理念、关键技术以及实际应用,以期为智能家居行业的发展提供有益的参考和指导。

本文首先对无线智能家居控制系统的背景和意义进行介绍,阐述其在现代生活中的重要地位。

接着,对系统的设计原则和目标进行详细说明,以确保设计出的系统能够满足用户需求并具有良好的性能。

随后,本文将深入探讨无线智能家居控制系统的关键技术,包括无线通信技术、传感器技术、数据处理技术等,并对这些技术的原理和应用进行详细分析。

在理论分析的基础上,本文还将结合实际案例,介绍无线智能家居控制系统的具体设计和实施过程。

通过实际案例分析,本文将展示如何将这些关键技术应用于实际系统中,并解决设计过程中可能遇到的问题。

本文将对无线智能家居控制系统的未来发展进行展望,探讨可能的技术趋势和市场动向,以期为行业内的研究人员和企业提供有价值的参考。

整体而言,本文将全面、系统地介绍无线智能家居控制系统的设计,旨在推动智能家居技术的进步和应用的发展。

2. 无线智能家居控制系统概述无线智能家居控制系统是一种利用无线通信技术实现家居设备智能化控制和管理的系统。

它将传统的家居设备与先进的无线通信技术相结合,通过智能化的控制方式,为用户提供更加便捷、舒适、安全和节能的家居生活体验。

无线智能家居控制系统的核心组成部分包括智能终端、控制模块和云平台。

智能终端可以是智能手机、平板电脑等移动设备,也可以是专用的控制面板或智能音箱等。

控制模块则是安装在各个家居设备上的控制器,用于接收智能终端的指令并控制家居设备的运行。

云平台则是整个系统的中枢,负责处理智能终端发送的指令,并将指令传输给相应的控制模块。

无线智能家居控制系统可以实现多种功能,包括但不限于灯光控制、温度控制、安全监控、家电控制等。

基于ZigBee技术的智能家居系统设计研究

基于ZigBee技术的智能家居系统设计研究

⑥ 网络 容量 大且组 网形式灵 活多样, Z i g B e e协议对 大量的网 居 系统的信息 化、 网络化 、 智能化 是当前家居 系统 的发展趋 势 。 延; 络 节 点 以及 多种 组 网方 式都 能有 效支 持 等 。 由于 Z i g B e e协 议 的 其 中基 于 Z i g B e e 技 术 的智 能 家 居 系 统 为 人 类 的生 活 环 境 带 来 了
网 络路 由器 以及 网络 终 端 设 备 三 种 功 能 设 备 , 有 效 解 决 了有 线 网络 布 线 困 难 以及 扩 展 性 差 等 的 不 足 ,应 用 无 义 了 网 络 协 调 器 、 其 中的网络协调器、 网络 路 由 器 为 全 功 能 器 件 , 而 网络 终 端 设 备 线 组 网 技 术 的 智 能家 居系 统 成 为 必 然 的发 展 趋 势 。
. 1 Z i g B e e设 备 智 能 家居 是 以住 宅 为 平 台 , 利用综合布线、 网络 通 信 、 自动 控 4
F F D ) 和简化功能器件 ( R F D ) 两种类型 , 其 中的全功 的 住 宅 设 施 与 家 庭 日程 事 务 的管 理 系 统 ,对 人 们 居 住 环 境 的 舒 全功 能器件 ( 适性 、 便利性、 安全性 以及艺术性等进行 了有效 的提升f 1 _ 。实现家 能 器 件 不 但 可 以与 网络 中 的 任 何 设 备 实 现 通 信 , 还 可 以作 为 网 居 智 能 的 工 具 包 括 先 进 的 计 算 机 技 术 、 网 络 通 信 技 术 以 及 电力 络 协 调 者 对 其 他 网络 设 备进 行 协 调 ;简 化 功 能器 件 只 能 与 全 功 而两个简化功 能器件之 间是不能直接通信 的, 自动 化 技 术 等 ,这 些 先 进 的 技 术 将 与 家 居 生 活 相 关 的各 个 子 系 能器件进行通信 , 。Z i g B e e网络 主 要 定 统 进 行 网 络 化 的 综 合 管 理 。当 前 短 距 离 无 线 通信 技术 发 展 迅 速 , 并 且 这种 器件 也不 具 备 网络 协 调 者 的 功 能

基于 ZigBee 的智能家居系统设计

基于 ZigBee 的智能家居系统设计

基于 ZigBee 的智能家居系统设计随着科技的快速发展,越来越多的人开始关注智能家居系统的设计和实现。

而其中,基于ZigBee 技术的智能家居系统则成为了近年来最具热度的研究方向之一。

本文将详细探讨基于 ZigBee 的智能家居系统的设计和实现。

一、ZigBee 技术简介ZigBee 技术是一种低功耗、近距离、无线通讯技术,它是一种基于 IEEE802.15.4 标准的无线网协议。

ZigBee 技术能够支持多种应用场景,适用于环境监测、医疗保健、智能家居、能源管理等领域。

ZigBee 技术采用了低功耗、低速率的传输方式,具有低成本、低噪声和低干扰的特点。

同时,ZigBee 网络结构简单,有很强的自组织能力,能够让各种设备快速建立通讯。

二、ZigBee 技术在智能家居中的应用智能家居系统是指通过各种网络技术,将家居中传统的电器设备和其他可编程设备进行集成,从而达到自动化控制的目的。

而 ZigBee 技术在智能家居中的应用则包括以下几个方面:1、家庭网络化ZigBee 技术可以帮助实现家庭网络化。

通过 ZigBee 网络,家庭中的各种设备都可以实现互联,实现智能化自动控制。

比如,用户可以通过智能手机控制家中的照明、温度、音乐等设备,从而达到智能控制的目的。

2、安防保护智能家居系统中的安防保护是智能家居最重要的应用之一。

而 ZigBee 技术可以帮助实现安全保护,可以通过智能传感器实时监控家庭的安全情况,当检测到异常情况时进行即时报警,从而保护家庭安全。

3、娱乐化智能家居系统中的娱乐化应用也是很重要的。

通过 ZigBee 技术,用户可以轻松地控制家庭中的音乐、影像等设备,达到家庭娱乐化的目的。

三、基于 ZigBee 的智能家居系统设计在设计基于 ZigBee 的智能家居系统时,应遵循以下设计理念:1、低功耗智能家居系统的常承担着长期、甚至是持续的工作,因此对于功耗的要求极高。

因此在基于 ZigBee 技术的智能家居系统设计中,应注重低功耗、智能化的设计,以延长系统设备的使用寿命。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

基于Zigbee技术的智能家居系统设计方案基于Zigbee技术的智能家居系统设计方案摘要:对基于ZigBee 技术对嵌入式Web 的智能家居远程监控系统进行研究和设计。

对家居设备通过Zigbee 进行无线组网,把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上,在因特网上设立一个"无线视频网关"WEB 服务器,可供外部访问;实现将家居信息如温度进行实时的显示并进行后续的利用和控制;同时将收集各处传输进来的数字视频信息进行后续的处理和识别。

如入侵检测,人脸检测和识别等。

智能家居又称为智能住宅,在国外常用Smart Home 表示。

与智能家居含义近似的有家庭自动化(Home Automation)、电子家庭(Electr ON ic Home、E-home)、数字家园(Digital Family)、家庭网络(Home Net/Networks for Home)、网络家居(NetworkHome)、智能家庭/建筑(Intel ligent Home/Building)等。

智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种子系统有机地结合在一起,通过统筹管理,让家居生活更加舒适、安全。

智能家居可以提供全方位的信息交换功能,帮助家庭与外部保持信息交流通畅,优化人们的生活方式,增强家居生活的安全性,甚至为各种能源费用节约资金。

1 项目概述1.1 智能家居发展概况智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术,将家庭中的各种设备(如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电)通过家庭网络连接到一起的,自从美国在1984 真正的智能建筑出现以来,国外已经有将近30 年的研究历史,而国内在这方面的研究相对较晚,从2003 年才逐步应用于高端市场,而且标准不统一,如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。

由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力,使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。

随着全球对能源和环境的要求越来越高,而智能家居在节能方面的效果优势非常明显,因此具有非常广阔的市场前景。

1.2 开发板主要参数本项目所使用开发板为Real6410 开发板,采用三星公司的ARM11 内核的处理器S3C6410.开发板上还集成了123 M的DDR 内存以及1 GB NandFlash, 同时预留了256 kNorFlash.底板上还提供两个四线RS-232 串口,一个USBHO ST接口,一个10 M/100 M 自适应以太网接口等外设。

2 主要研究内容目前,各种智能家居系统的设计多以有线为主,但有线技术并不适用于智能家居的普及,安装难度大以及价格昂贵的缺点限制了其发展。

因此无线通信技术应用到智能家居中必将成为将来的发展趋势和潮流。

本项目对家居设备通过Zigbee 进行无线组网,把家居设备的信息和数字视频传输到因特网网络上,在因特网上设立一个"无线视频网关"WEB 服务器,可供外部访问;将家居信息如温度进行实时的显示并进行后续的利用控制;同时将收集各处传输进来的数字视频进行后续的处理和识别。

3 项目总体设计方案3.1 系统总体方案设计原则本项目主要完成智能家居的环境变量和视频信号的监控。

整个系统包括一块ARM11 开发板,一个16 位单片机,2个USB 的C MOS摄像头;一台PC 机(运行客户端的监控程序)根据功能的不同,整个系统可划分由视频采集模块、数据压缩、编码模块和视频监控PC 等组成。

采集模块包括USB摄像头;数据的压缩编码由ARM11 处理器完成;视频监控PC 完成视频客户端的功能;PC 机完成对开发系统的程序开发、调试等。

图1 为系统的组成结构。

图1 系统组成结构3.2 系统各部分结构功能及设计整个智能家居系统的设计可分为两大部分:1)WEB 服务器端设计;2)客户机终端监控软件的设计。

3.2.1 WEB 服务器端设计首先为ARM 开发板定制一个合适的Linux 内核(内核版本:Linux 2.6.28),然后对其进行裁剪,使其具有基本内核功能,同时保留TCP/IP 协议栈,串口协议以及相应的视频编解码模块,使系统利用尽量少的硬件资源来满足任务的处理工作。

然后是开发一个运行于Linux 下的WEB 服务器程序,其实现的基本功能是通过USB 摄像头的图像数据采集,完成对视频信息的获取、压缩和编码(具体的编码标准为当前较为流行的H264 编码)。

然后通过TCP/IP 协议将数据打包发送到网络,同时利用Socket实现服务器监听功能,这样就可以接受来自客户机的监控请求。

具体的工作内容如下:1)USB 摄像头的驱动程序移植;2)H264 视频编码程序移植;3)视频采集和传输的应用程序的设计;4)通过Zigbee 获取传感器相关信息。

图2 为WEB 服务器的工作流程,图3 为ARM 通过网页采集的视频图像,其IP 地址为:168.192.1.1:8080,此视频即可以通过网页显示,也可以通过相应基于I386 或Linux 的监控软件进行查看。

图2 WEB 服务器工作流程图图3 ARM 通过网页采集的视频信息3.2.2 客户机终端监控软件设计客户机终端监控软件采用MFC 编写,可实现来自WEB服务器端的实时视频预览、视频录制、视频截图及传感器参数的实时显示等功能。

程序采用多线程技术:一个线程进行视频信息的解码和播放功能,另一个线程实现视频录制功能。

另外还采用了视频信息叠加的方法,可以对环境变量进行屏幕叠加,能在录制时完成信息的录制和再现。

图4 为终端监控软件。

图4 客户机终端监控软件4 项目关键技术4.1 传感器信息通过Zigbee 传输Zigbee 是IEEE 802.15.4 协议的代名词。

根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。

IEEE-802.15.4 规范是一种经济、高效、低数据速率(<250 kbps)、工作在2.4 GHz 和868/928 MHz 的无线技术,用于个人区域网和对等网络。

本项目使用Zigbee 完成传感器信息的传输。

传感器信息由一端Zigbee 接收后发送至另一端Zigbee,然后传入RS232串口中。

具体传输模型如图5 所示。

图5 传感器信息通过Zigbee 传输模型4.2 DirectShow 视频采集DirectShow 是微软公司在ActiveMovie 和Video forWindows 的基础上推出的新一代基于COM (ComponentObject Model)的流媒体处理的开发包。

DirectShow 技术对处理图像序列或用摄像机捕获的序列尤其有用。

本项目使用VC 开发基于DirectShow 技术实现视频采集。

通过#pragmacomment(lib, "winmm.lib")链接静态库winmm.lib,便可以实现windows 多媒体编程。

4.3 多线程技术及Socket智能家居系统客户机监控软件采用MFC编写。

其中关键技术包括多线程以及Socket ()。

监控软件中包括previewVideo 线程(通过函数UINTpreviewVideo (LPVOID videoCtl)实现)实现视频的预览功能以及recordVideo 线程(通过函数UINT recordVideo (LPVOIDvideoCtl)实现)实现视频录制功能。

打开摄像头后通过AfxBeginThread(previewVideo,&m_video)函数启动previewVideo 视频预览线程,用户便可以通过监控软件预览视频图像。

当用户点击录制视频按钮时,首先通过函数SuspendThread (pVideoThread->m_hThread)挂起previewVideo视频预览线程,然后通过函数AfxBeginThread(recordVideo,&m_video)启动recordVideo 视频录制线程。

当用户点击停止录制按钮时,软件通过函数ResumeThread(pVideoThread->m_hThread)恢复previewVideo 视频预览线程。

终端监控软件通过previewVideo 线程以及recordVideo 线程便能很好的实现客户机的视频预览和视频录制功能。

线程模型如图6所示。

图6 线程模型智能家居系统使用Socket()实现客户机与服务器之间的通信。

通过USB 摄像头采集数据,对数据进行获取、压缩和编码后通过TCP/IP 协议将数据打包发送到网络,同时在服务器端创建Socket()进行监听,来接受客户机的请求。

当客户机发送connect()连接请求后,服务器通过accept()接收客户机连接请求。

然后服务器与客户机之间通过send()函数和recv()函数实现发送、接收数据。

Socket()通信模型如图7 所示。

图7 Socket 通信模型4.4 入侵检测功能实现为了减少网络传输和系统的压力,在视频采集端,每采集一次图像就对采集的数据进行一次处理。

该函数设定一个图像发生变化的阈值c_limit,然后将图像所有像素之差与阈值c_limit 进行比较,如果大于阈值c_limit,则认为图像发生了变化,否则即认为没有变化,则不将该次采集的图像数据写入JPEG 文件保存,这样可以极大地提高视频存储的能力,同时减少各资源的浪费。

4.5 利用openCV 库实现人脸检测OpenCV 是Intel公司面向应用程序开发者开发的计算机视觉库,其中包含大量的函数用来处理计算机视觉领域中常见的问题,例如运动分析和跟踪、人脸识别、3D 重建和目标识别等。

在openCV 函数可编程过程中,CvSize 和IpImage 是两个比较常用的结构。

CvSize 结构表示矩形尺寸的结构,结构中分别定义了矩形的宽度和高度。

IpImage 结构主要针对视觉方面处理。

软件实现中首先通过函数IpImage* cvCreateImage (cvSize(img->w IDT h,img->height),8, 1 )为图像分配内存,然后使用函数cvCvtColor (img, gray, CV_BGR2GRAY )将RGB 图像转为灰度图像。

为了让输入图像大小相同通过cvResize(gray, small_img,CV_INTER_LINEAR )对图像进行缩放,函数cvEqualizeHist(small_img, small_img )实现灰度图像直方图均衡化。

然后利用函数cvHaarDetectObjects (small_img,cascade, storage1,1.1, 2, CV_HAAR_DO_CANNY_PRUNING,cv Size (30, 30))对图像进行脸部检测,最后利用函数cvGetSeqElem、cvRound、cvCircle 将脸部用圆圈标示。

相关文档
最新文档